浙江不銹鋼管廠家擠壓坯料的感應(yīng)加熱方法有哪些
浙江至德鋼業(yè)有限公司是專業(yè)生產(chǎn)不銹鋼管廠家,在實際生產(chǎn)過程中,采用電能來加熱鋼管坯料,主要工藝方法有以下四種:
1. 電阻爐加熱 電流通過加熱不銹鋼管元件發(fā)出熱量,靠爐膛的輻射和對流來加熱金屬。
2. 電接觸加熱 電流由電源通過觸頭直接流過金屬,不銹鋼管坯料內(nèi)的電阻使其得到加熱。
3. 鹽浴爐加熱 將直流電源的一極通入電解液,另一極接入加熱的金屬,通電后,電解出來的氣體附在金屬表面形成一層氣膜,把金屬和電解液隔開,于是在金屬和電解液間產(chǎn)生電弧,發(fā)出熱量,使金屬加熱。
4. 電感應(yīng)加熱 利用電磁感應(yīng),在金屬內(nèi)激勵出電流,使金屬得到加熱。
在電阻爐內(nèi)加熱時,熱量的傳遞基本上與在火焰爐內(nèi)一樣,因此,不銹鋼管坯料的加熱時間很長電接觸加熱是較為先進而又經(jīng)濟的方法,但是由于其要求加熱的鋼管坯料的斷面和長度的尺寸有一定的比例,而限制了其應(yīng)用范圍;此外,不能加熱變斷面的坯料、很難使觸頭下的金屬加熱均勻、平穩(wěn)調(diào)節(jié)加熱速度有困難等,迫使其要與其他加熱方式配合使用。鹽浴爐加熱時,由于熱量是在金屬表面附近的一薄層電解液中生成,而坯料本體是按熱傳導加熱的,因此,加熱速度較慢,且電能消耗較大。感應(yīng)加熱的形式有兩種:工頻(50Hz)感應(yīng)加熱和增高頻率的感應(yīng)加熱。工頻感應(yīng)加熱一般坯料的直徑大于150mm。同時,需解決一些技術(shù)問題,諸如如何使坯料在三相感應(yīng)加熱中溫度均勻,如何平穩(wěn)地改變感應(yīng)器的輸入功率,如何調(diào)整金屬的加熱速度等。用增高頻率進行坯料的感應(yīng)加熱時,其規(guī)格范圍廣泛得多。
不銹鋼管坯料感應(yīng)加熱的工藝特點與感應(yīng)加熱時,電流通過感應(yīng)線圈的特性有著密切的關(guān)系,主要有以下幾點:
一、集膚效應(yīng)
當直流電流通過等截面的導體時,導體截面中的電流密度(單位為A/mm2)是相等的。但當交變電流通過導體時,導體截面上的電流密度不是均勻分布的,最大電流密度出現(xiàn)在導體的表面層,這樣導體的截面就沒有得到完全的利用,這種電流集聚的現(xiàn)象叫做集膚效應(yīng)。集膚效應(yīng)使電流密度從導體中心向其表面逐漸增大,也即電流密度從表面向中心衰減,而且電流密度與深度的關(guān)系服從指數(shù)定律,由集膚效應(yīng)可以看出,采用交變電流時,電流只流過導體的表面層。電流頻率越高,電流通過的表面層越薄。為了簡化整個感應(yīng)加熱的計算,引入電流穿透深度的概念,即導體某一深度處的電流密度為其表面電流密度。
由上可知,由于電流傳導時的表面集膚效應(yīng)引起被加熱不銹鋼管坯料表里溫差,導致坯料徑向加熱溫度不均。這對于高合金鋼坯料的加熱是很不利的。不過在坯料的感應(yīng)加熱過程中隨著溫度的升高,電阻系數(shù)增加,使電流穿透深度提高。同時采用感應(yīng)加熱時,坯料中的電流穿透深度值畢竟還有相當?shù)膶挾?,而且坯料中部仍有渦電流產(chǎn)生,其加熱速度還是很快的。不會像在火焰爐內(nèi)靠輻射和傳導加熱時那么慢。并且坯料在環(huán)形爐中經(jīng)過預熱到800~900℃的高溫,這些因素都為不銹鋼管坯料在感應(yīng)加熱時的表里溫差提供了補償。此時,坯料可以采用大功率進行快速加熱。
二、邊緣效應(yīng)
感應(yīng)加熱時,在感應(yīng)器內(nèi)磁場的分布是不均勻的,感應(yīng)器中部磁場強度最大,而兩端部磁場強度則降低,此稱為感應(yīng)器的邊緣效應(yīng)。也正由于此,不銹鋼管坯料的軸向加熱不均勻。為了消除此現(xiàn)象,可將感應(yīng)器制作得比坯料略長;或在感應(yīng)器的兩端各加上一個鋼墊,將坯料兩端溫度偏低的部分移到兩端的鋼墊上。這兩種方法都使感應(yīng)加熱的經(jīng)濟性和可操作性降低到無法接受。目前,普遍采用的方法是在感應(yīng)器兩端加設(shè)補償線圈,以產(chǎn)生補償磁場,來降低感應(yīng)加熱后坯料的軸向溫差。另外,對于坯料的加熱有冷和熱兩種規(guī)定,其定義為:從室溫到磁性轉(zhuǎn)變溫度,稱為冷加熱規(guī)范。從磁性轉(zhuǎn)變溫度到加工溫度,稱為熱加熱規(guī)范。并且電流穿透深度也有冷和熱之分。
三、鄰近效應(yīng)
在不銹鋼管坯料進行感應(yīng)加熱時,往往必須將導體(感應(yīng)線圈)和空心坯料置于同心,由于鄰近效應(yīng),負載電流都分布在內(nèi)管(空心坯料)的外表面和外管(感應(yīng)線圈)的內(nèi)表面,任何內(nèi)管位置的偏移都會使電流分布更不均勻,如圖所示。
本文標簽:不銹鋼管坯料
發(fā)表評論:
◎歡迎參與討論,請在這里發(fā)表您的看法、交流您的觀點。